這些壽命超40年的光伏電站，至今仍在發(fā)電！
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光伏發(fā)電設(shè)計(jì)
發(fā)布日期： 2023.12.30
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如果你去咨詢(xún)光伏從業(yè)者，相信他一定會(huì)脫口而出，至少可以使用25-30年。對(duì)于習(xí)慣了電子產(chǎn)品幾年一換的人來(lái)說(shuō)，25年是一個(gè)遙不可及的數(shù)字。但在光伏行業(yè)，這只是對(duì)產(chǎn)品可靠性的一項(xiàng)基本承諾。
也許有人會(huì)質(zhì)疑，既然光伏組件在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)衰減，那如何保證光伏產(chǎn)品效率不會(huì)斷崖式下跌？若干年后產(chǎn)品性能究竟如何？
誠(chéng)然，實(shí)驗(yàn)室里加速老化測(cè)試的各種條件，遠(yuǎn)沒(méi)有現(xiàn)實(shí)生活中那么復(fù)雜。但位于甘肅蘭州的一座電站，用最直觀的方式給出了答案。
這座坐落在甘肅自然能源研究所的老電站，是中國(guó)現(xiàn)存最老的光伏電站。該電站于1983年在甘肅省蘭州市榆中縣園子鄉(xiāng)小岔村落成，后搬遷至甘肅自然能源研究所，至今已有40年的歷史。
在甘肅自然能源研究所，有著中國(guó)現(xiàn)存最老的光伏電站。該電站是我國(guó)首座10kW太陽(yáng)能光伏電站，于1983年在甘肅省蘭州市榆中縣園子鄉(xiāng)小岔村落成，后搬遷至甘肅自然能源研究所，至今已有40年的歷史。
據(jù)了解，甘肅省蘭州市榆中縣園子鄉(xiāng)小岔村是當(dāng)時(shí)甘肅最貧窮的地區(qū)之一，地處海拔2600米的群山之中，交通十分不便。1983年以前，因?yàn)闆](méi)有電力供應(yīng)，人們生活僅靠豆油燈、煤油燈和蠟燭照明。但是這一年，一座光伏電站的建成，讓小岔村第一次通上了電。1983年，我國(guó)首座10kW太陽(yáng)能光伏電站在此落地，為當(dāng)?shù)?30戶(hù)家庭幾千名老百姓送去了電和光明。
據(jù)悉，該電站的光伏組件采用36片單晶102X102絨面電池片封裝，單體組件標(biāo)稱(chēng)輸出功率45峰瓦，裝機(jī)容量10千峰瓦，采用200個(gè)900安時(shí)的蓄電池組成直流電壓200伏的蓄電池組。
值得一提的，電站在連續(xù)運(yùn)行29年后，研究人員對(duì)光伏組件做了抽查測(cè)試。結(jié)果如圖所示：每塊組件的功率平均下降16%，衰減最厲害的光伏組件也不到20%，
如今，在西北地區(qū)，經(jīng)過(guò)了40年寒暑、沙塵等惡劣氣候考驗(yàn)，這座10kW光伏電站依舊穩(wěn)定運(yùn)行、持續(xù)發(fā)電，至今還保持著接近7kW功率。
上海電力大學(xué)教授施正榮表示，甘肅的這座40年光伏電站，驗(yàn)證了晶體硅光伏產(chǎn)品確實(shí)可靠?！皹I(yè)內(nèi)給光伏組件的質(zhì)保時(shí)間是25年。40年的事實(shí)證明，25年是沒(méi)有問(wèn)題的，它還可以運(yùn)營(yíng)更長(zhǎng)的時(shí)間?！?br mp-original-font-size="15" mp-original-line-height="29.75" style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;line-height:29.75px;">
放眼全球光伏應(yīng)用市場(chǎng)，使用超過(guò)30年的電站也并不少見(jiàn)。
在遙遠(yuǎn)的瑞士南部的提契諾州，坐落著歐洲最古老的光伏電站。這個(gè)安裝在瑞士應(yīng)用科學(xué)與藝術(shù)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室屋頂?shù)?0KW發(fā)電系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)TISO10，自從并網(wǎng)以來(lái)幾乎不間斷運(yùn)行了40年。
據(jù)介紹，TISO10電站當(dāng)時(shí)的建設(shè)成本約為47.5萬(wàn)美元（在今天，約合30.9萬(wàn)美元），項(xiàng)目所有的288片組件的成本約為37美元/W,這種玻璃背板的組件每片輸出功率37W，品牌是當(dāng)時(shí)最大的組件制造商Arco Solar。Arco Solar在建造之初擁有1MW的年產(chǎn)能，它先是被德國(guó)西門(mén)子收購(gòu)，又在2007年被德國(guó)的SolarWorld收購(gòu)。
圖片：TISO10電站由Arco Solar提供組件
雖然TISO10電站系統(tǒng)的電氣布局發(fā)生了幾次變化，但是除了僅有的幾次更換逆變器之外，所有的組件一用到底，始終暴露在室外和陽(yáng)光下，沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)翻新或者改造，有極少數(shù)幾片組件更換了接線盒和旁路二極管。
這種組件的轉(zhuǎn)換效率為10%，開(kāi)路電壓21.5V，短路電流為2.55A，尺寸為1219mm × 305mm x 38mm，單片重4.9KG，由35片直徑為102mm的單晶電池片制造而成。研究人員介紹，“現(xiàn)在的電池片技術(shù)要復(fù)雜的多，包括表面鈍化技術(shù)或者多層結(jié)構(gòu)。這種復(fù)雜性可能會(huì)使電池片變得更脆弱，并面臨更高的降解率?！?/span>
總的來(lái)說(shuō)，逆變器共更換了五次，Abacus controls公司提供了最初的逆變器設(shè)備，十年后換成了Invertomatic公司的產(chǎn)品，系統(tǒng)設(shè)計(jì)也進(jìn)行了修改，采用了更長(zhǎng)的組串連接。到了后期，則使用了SMA的逆變器，系統(tǒng)設(shè)計(jì)又恢復(fù)到原來(lái)的配置。
中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)光伏專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任李世民認(rèn)為，正是憑借對(duì)過(guò)去的不斷審視，推陳出新，光伏行業(yè)才能持續(xù)前行。“早期組件封裝材料性能一般，可以看到這些老組件已經(jīng)出現(xiàn)黃變，部分焊帶斷裂，背板出現(xiàn)了粉化、氣泡等現(xiàn)象，接線盒焊接不良或脫落，光伏玻璃產(chǎn)生鈣化層，但在近期的組件中，這些問(wèn)題都不復(fù)存在?！彼麖?qiáng)調(diào)，這樣的研究對(duì)于光伏產(chǎn)品研發(fā)、制造和應(yīng)用，特別是材料研究、選擇等方面，將起到重要的借鑒和參考作用。
四十年前，組件價(jià)格超過(guò)40元/W，系統(tǒng)造價(jià)約80元/W；如今，部分廠商組件價(jià)格已低于1元/W，系統(tǒng)造價(jià)低于3元/W。四十年前，光伏組件效率只有11-13%，單片功率45W。如今，市面上最有效的光伏組件效率已經(jīng)高于22%。
回首往昔，從“三頭在外”、受制于人的窘迫，到牢牢占據(jù)世界光伏產(chǎn)業(yè)頭把交椅，成為新時(shí)代的中國(guó)名片，中國(guó)光伏僅僅用了不到10年。
10年間，不僅僅是光伏市場(chǎng)的壯大，中國(guó)光伏制造的技術(shù)進(jìn)水平亦不可同日而語(yǔ)。
2022年7月，國(guó)際能源署發(fā)布的相關(guān)報(bào)告指出，世界前十名光伏設(shè)備制造商均在中國(guó)?？紤]到正在建設(shè)和規(guī)劃的制造工廠，預(yù)計(jì)中國(guó)在太陽(yáng)能光伏制造領(lǐng)域的主導(dǎo)地位將繼續(xù)保持，甚至進(jìn)一步提升。
現(xiàn)在，你還在擔(dān)心光伏電站用不了25年嗎？
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